JP2001088574A

JP2001088574A - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP2001088574A
Application number: JP26954599A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hiwatari; 穣樋渡; Shigeo Usui; 茂夫碓井
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP3970486B2

Abstract

(57)【要約】【課題】雨天、弱逆光等の外乱の影響でステレオカメラ
等による先行車の認識精度が低下している環境下では追
従走行制御をホルトすることなく継続させて、良好な走
行制御性を得る。【解決手段】追従走行制御中に先行車をロストした後、
運転者の設定した定速走行時の車速まで復帰させるリジ
ューム加速度制御を開始する際に、リジュームフラグＦ
１の値を参照し（Ｓ１１）、Ｆ１＝０のステレオカメラ
により撮像した画像の認識精度が正常なときは、通常の
リジューム加速度制御を実行する（Ｓ１２）。又Ｆ１＝
１の画像の認識精度が低下しているときは、通常のリジ
ューム加速度制御よりも小さい値に設定されているリジ
ューム微加速制御を実行する（Ｓ１３）。画像の認識精
度が低下しているときは緩いリジューム加速度で増速さ
れるため、復帰中に先行車が突然検出された場合であっ
ても、余裕のある車間距離を保つことができ、良好な走
行制御性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、追従走行から定速
走行へ復帰する際のリジューム加速度を、立体物検出手
段により検出した先行車の認識精度に応じて可変設定す
る車両用走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自車前方に存在する、先行車
を含む立体物を検出するために、所定の検出領域を有す
るレーダ装置やＣＣＤカメラを用いたステレオカメラ等
の立体物検出手段を自車に搭載し、この立体物検出手段
により検出した立体物の認識結果をもとに、自車の走行
速度を制御する車両用走行制御装置が知られている。

【０００３】又、最近では、自車が予め設定した車速で
定速走行している際に、この車速よりも遅い車速で走行
している先行車を、立体物検出手段が認識したときに
は、この先行車との安全車間距離を車速に応じて設定
し、設定した安全車間距離を一定に保持した状態で先行
車に追従走行する追従走行制御機能を有する車両用走行
制御装置も知られている。

【０００４】この車両用走行制御装置では、追従走行す
べき先行車が存在しなくなった場合、或いは先行車の進
路変更などにより先行車をロストした場合は、自車速度
を予め設定した車速までリジューム加速度により加速し
て定速走行へ復帰することになるが、このときのリジュ
ーム加速度は、運転者にとって違和感のないレベルの、
予め実験などで得られた固定値として与えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば立体
物検出手段としてステレオカメラが搭載されている車両
では、ステレオカメラにより撮像した画像の認識精度
が、夜間降雨、強逆光等の外乱要因により低下している
ときは、先行車を正確に認識することができないため、
走行制御を一時停止（ホルト）するフェールセーフ機能
が備えられている。

【０００６】しかし、走行制御をホルトさせるか否かを
判定する条件中には、必ずしも定速走行制御及び追従走
行制御をホルトさせる必要のない外乱も含まれている。
例えば昼間の降雨、光の差込の弱い逆光（弱逆光）、薄
暗いトンネル内の走行等は、先行車を認識することが必
ずしも不能ではなく、追従走行制御を継続させることは
可能である。

【０００７】但し、先行車の認識精度が低下した環境下
において、通常のリジューム加速度により追従走行制御
から定速走行制御への復帰を実行すると、例えば進路変
更により一時的にロストした先行車が、自車の走行レー
ン前方へ再び戻ってきた場合、或いは割り込みなどによ
り自車の走行レーン前方に先行車が現れた場合に、先行
車の認識遅れが生じ、結果として、運転者にブレーキ等
の減速操作を促すことになり、運転者に煩雑な操作を強
いることになる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、立体物検出手
段により検出した先行車の認識が不能ではないがその精
度が低下している環境下で、リジューム加速度により追
従走行制御から定速走行制御に復帰している際に、自車
前方に先行車が現れても、運転者に減速操作を促すなど
の煩雑な操作を強いることがなく、余裕の車間距離を保
持することのできる車両用走行制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１の車両用走行制御装置は、自車前方の
立体物を検出する立体物検出手段と、上記立体物検出手
段で先行車を検出した場合、該先行車に対して一定車間
距離を保持した状態で追従走行し、この追従走行中に先
行車をロストしたときはリジューム加速度にて、予め設
定した車速まで加速して定速走行へ復帰する走行制御手
段とを備える車両用走行制御装置において、上記走行制
御手段では、上記立体物検出手段により検出した先行車
の認識精度が低下しているときは上記リジューム加速度
を、通常のリジューム加速度よりも小さい値で設定する
ことを特徴とする。

【００１０】このような構成では、自車前方の立体物を
検出する立体物検出手段により検出した先行車の認識精
度が低下している所定環境下では、追従走行から定速走
行へ復帰する際のリジューム加速度を通常のリジューム
加速度よりも小さい値で設定するようにしたので、緩加
速度でゆっくりと定速走行へ復帰させることができ、復
帰中に出現した先行車を安全車間距離の範囲で認識する
ことができる。

【００１１】第２の車両用走行制御装置は、第１の車両
用走行制御装置において、上記立体物検出手段はステレ
オカメラであり、上記走行制御手段では、上記ステレオ
カメラで撮像した自車前方の風景に基づき算出したデー
タに基づいて上記先行車の認識精度の低下を判定するこ
とを特徴とする。

【００１２】このような構成では、ステレオカメラで撮
像した自車前方の風景に基づき算出したデータに基づい
て、先行車の認識精度の低下を判定する。

【００１３】第３の車両用走行制御装置は、第１の車両
用走行制御装置において、上記立体物検出手段はステレ
オカメラであり、上記走行制御手段では、上記ステレオ
カメラで撮像した自車前方の風景に基づき算出した距離
データの分散と輝度総和のピーク値及び分散に基づいて
上記先行車の認識精度の低下を判定することを特徴とす
る。

【００１４】このような構成では、ステレオカメラで撮
像した自車前方の風景に基づき算出した距離データの分
散と輝度総和のピーク値及び分散に基づいて、先行車の
認識精度の低下を判定する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１に走行制御装置の全体構成
図を示し、図２に立体物検出手段を搭載した車両の正面
図を示す。図１の符号１は自動車等の車輌で、この車輌
１に搭載される走行制御装置２は、主として、走行制御
ユニット３、ステレオ光学系４、画像処理ユニット５と
から構成されており、定速走行制御状態のときは運転者
が設定した車速（設定車速）を保持した状態で定速走行
し、追従走行制御状態のときは目標車速を先行車の車速
に設定し、先行車に対して一定車間距離を保持した状態
で追従走行する。

【００１６】ステレオ光学系４は、自車の進行方向に存
在する自車前方の立体物を検出する立体物検出手段とし
て機能し、車外の対象を撮像する撮像系としての左右１
組のＣＣＤカメラ等のステレオカメラ４ａ，４ｂからな
る。これらの左右１組のステレオカメラ４ａ，４ｂが接
続される画像処理ユニット５では、、自車の速度に基づ
いて目標車間距離を設定すると共に立体物検出手段で検
出した先行車を認識し、認識した先行車と自車との車間
距離及び先行車の車速（先行車速）を算出する機能を実
現する。具体的には、ステレオカメラ４ａ，４ｂによっ
て撮像した左右１組のステレオ画像対を処理して画像全
体に渡る３次元の距離分布を算出し、その距離分布情報
から、道路形状や複数の立体物の３次元位置を高速で検
出する。そして、検出した道路形状と各立体物の位置を
比較して、自車直前の先行車を認識し、車速センサ７で
検出した車速に基づいて、自車と先行車との車間距離及
び先行車速を算出し、走行制御ユニット３へ出力する。

【００１７】走行制御ユニット３は、運転者の操作入力
によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制
御を行なう定速走行制御の機能、及び自車と先行車の車
間距離を一定に保持した状態で走行する追従走行制御の
機能を実現するために、ステアリングコラムの側部等に
設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイ
ッチ類で構成された定速走行スイッチ６、車速センサ
７、ヘッドランプスイッチ１０、画像処理ユニット５等
が接続されている。

【００１８】定速走行スイッチ６は、定速走行時の目標
車速を設定する車速セットスイッチ、目標速度を低速側
へ変更設定するコーストスイッチ、目標車速を高速側へ
変更設定するリジュームスイッチ等で構成されており、
更に、この定速走行操作レバーの近傍に、走行制御機能
のＯＮ／ＯＦＦを選択するメインスイッチ（図示せず）
が配設されている。

【００１９】運転者が図示しないメインスイッチをＯＮ
し、定速走行操作レバーにより、希望する速度をセット
すると、定速走行スイッチ６からの信号が走行制御ユニ
ット３に入力され、車速センサ７で検出した車速が、運
転者のセットした設定車速に収束するように、スロット
ルアクチュエータ８を駆動させてスロットル弁９の開度
をフィードバック制御し、自車を自動的に定速状態で走
行させる。

【００２０】又、走行制御ユニット３は、運転者に対す
る高度な支援制御を行なうアクティブドライブアシスト
（ＡＤＡ）システムの一機能を担っており、定速走行制
御を行っている際に、画像処理ユニット５にて先行車を
認識し、先行車の速度が自車の設定した設定車速以下の
場合には、先行車に対して一定の車間距離を保持した状
態で走行する追従走行制御へ自動的に切換えられる。

【００２１】車両の走行制御が追従走行制御へ復帰する
と、画像処理ユニット５で求めた自車と先行車との車間
距離及び先行車速と、車速センサ７で検出した車速とに
基づき適切な車間距離の目標値を設定し、車間距離が目
標値になるように、スロットルアクチュエータ８へ駆動
信号を出力して、スロットル弁９の開度をフィードバッ
ク制御し、先行車に対して一定車間距離を保持した状態
で追従走行させる。

【００２２】又、走行制御ユニット３では、追従走行制
御を実行している際に、画像処理ユニット５で先行車
を、自車或いは先行車の進路変更等によりロストしたと
認識した場合には、予め設定されているリジューム加速
度により加速運転を開始し、運転者が設定した速度（設
定車速）による定速走行へ復帰する。

【００２３】ところで、強逆光、霧や吹雪による視界不
良、夜間降雨等、天候により画像認識を正常に行うこと
のできない環境下では、画像処理ユニット５からの指示
により走行制御ユニット３における定速走行制御及び追
従走行制御が一時停止（ホルト）される。

【００２４】ただし、雨、弱逆光、薄暗いトンネル走行
等、画像認識を正常に行うことが必ずしも不可能ではな
いが、これらの外乱要因により、画像の認識精度が低下
している環境下、すなわちステレオカメラ４ａ，４ｂに
より撮像した画像に基づき求めた先行車の距離データに
ばらつきが生じ易い環境下に限っては、走行制御ユニッ
ト３による定速走行制御及び追従走行制御が実行され
る。この場合、追従走行制御から定速走行制御への復帰
の際は、通常のリジューム加速度よりも低い値（本実施
の形態では、通常のリジューム加速度の５５％）に設定
したリジューム微加速度で加速を行う。

【００２５】走行制御ユニット３で処理される外乱要因
の判定、及びリジューム加速度の設定は、具体的には、
図３、図４に示すフローチャートに従って実行される。

【００２６】図３に示す外乱要因検出ルーチンは、先
ず、ステップＳ１〜Ｓ３で追従走行制御可能な外乱要因
の存在を示す信号が画像処理ユニット５から受信されて
いるか否かを判定する。本実施の形態では、ステレオカ
メラ４ａ，４ｂにより撮像した画像の認識精度を低下さ
せる程度の外乱要因の一例として、雨天、弱逆光、薄暗
いトンネル内走行を設定し、ステップＳ１で降雨中か否
かを判定し、ステップＳ２で弱逆光か否かを判定し、ス
テップＳ３でトンネル通過中か否かを判定する。これら
の外乱要因は、追従走行制御を中止させる他の外乱要因
（強逆光等）とともに画像処理ユニット５にて判断さ
れ、それぞれを特定する信号が走行制御ユニット３に送
信される。

【００２７】ステップＳ１においてチェックされる雨天
の判定は、例えば本出願人が先に提出した特願平１１−
２１７９０３号に開示されている方法を用いて行う。す
なわち、図５に示すように、先行車が自車の前方に存在
する場合に映し出される傾向の高い画像領域内に監視領
域Ｒ１を設定し、この領域の距離データ（実際には視
差）の分散値を求め、この分散値が一定値以上の場合に
は雨と判定する。尚、この場合、ワイパースイッチのＯ
Ｎ／ＯＦＦを検出し、ワイパースイッチがＯＮのときは
雨と簡易的に判定するようにしてもよい。

【００２８】又、ステップＳ２においてチェックされる
弱逆光の判定は、例えば本出願人が先に提出した特願平
１１−２１６９１５号に開示されている方法を用いて行
う。すなわち、図６に示すように、弱逆光がステレオカ
メラ４ａ，４ｂに差し込まれると、画像中に逆光円が映
し出されるため、画像処理ユニット５において、弱逆光
による逆光円が画像中に発生しているか否かを、予め特
定した画像領域の輝度分布特性により判定し、逆光円が
検出されたとき弱逆光と判定する。

【００２９】更に、ステップＳ３においてチェックされ
るトンネル通過中か否かの判定は、例えば画像全体の輝
度平均値が急激に小さくなったことにより判断される。
このとき、ヘッドランプスイッチ１０の動作状態を検出
し、そのＯＮ動作と組み合せてトンネル通過中と判定し
てもよい。

【００３０】そして、ステップＳ１〜Ｓ３の何れか１つ
の外乱要因が画像処理ユニット５にて判定されていると
きは、ステレオカメラ４ａ，４ｂにより撮像した画像の
認識精度が低下していると判定し、ステップＳ４へ進
み、リジュームフラグＦ１をセットしてルーチンを抜け
る。

【００３１】又、ステップＳ１〜Ｓ３に示す外乱要因の
全てが否定されたときは、ステレオカメラ４ａ，４ｂに
より撮像した先行車の認識精度は正常に保たれていると
判定し、ステップＳ５へ進み、リジュームフラグＦ１の
値が、クリアされた状態からセットされた後（Ｆ１＝０
→Ｆ１＝１）、２sec以上経過しているか否かを判定
し、２sec以上経過していないときは、そのままルーチ
ンを抜ける。

【００３２】ステップＳ５は制御ハンチングを防止する
ために設けたもので、制御ハンチングを防止する時間は
２secに限るものではなく、車両の運転特性等に応じて
設定する。

【００３３】そして、リジュームフラグＦ１の値が、ク
リアされた状態からセットされた後、２sec以上経過し
ているときは、ステップＳ６へ進み、リジュームフラグ
Ｆ１をクリアしてルーチンを抜ける。

【００３４】このリジュームフラグＦ１の値は、図４に
示すリジューム加速度制御ルーチンにおいて読込まれ
る。

【００３５】このルーチンは、先行車をロストしたとき
等、走行制御が追従走行から定速走行制御へ復帰する際
に起動され、先ず、ステップＳ１１でリジュームフラグ
Ｆ１の値を参照し、Ｆ１＝０のステレオカメラ４ａ，４
ｂにより撮像した画像の認識精度が正常であると判定さ
れたときは、ステップＳ１２へ進み、通常のリジューム
加速度制御を実行してルーチンを抜ける。

【００３６】又、ステップＳ１１で、Ｆ１＝１、すなわ
ちステレオカメラ４ａ，４ｂにより撮像した画像の認識
精度が低下していると判定されているときは、ステップ
Ｓ１３へ分岐し、リジューム微加速制御を実行してルー
チンを抜ける。

【００３７】図７に示すように、実線で示す通常のリジ
ューム加速度に対して、破線で示すリジューム微化速度
は、本実施の形態では５５％に設定されており、ステレ
オカメラ４ａ，４ｂにより撮像した画像の認識精度が低
下しているときは、緩やかな加速度で、運転者の設定し
た設定速度へ復帰される。

【００３８】従って、雨天、弱逆光等の外乱要因により
ステレオカメラ４ａ，４ｂにて撮像した画像の認識精度
が低下している環境下で、追従走行中の先行車が、ステ
レオカメラ４ａ，４ｂの視野範囲から自車、或いは先行
車の車線変更等によりロストした場合には、リジューム
微加速度により緩やかに加速制御されるため、自車前方
に先行車が割り込みなどにより現れた場合であっても、
画像処理ユニットによる先行車の認識遅れにより、運転
者にブレーキ等の減速操作を促す等の煩雑な操作を強い
ることがなく、安全な車間距離を保持した状態で追従走
行へ自動的に復帰させることができる。

【００３９】尚、本実施の態様においては、強逆光、霧
や吹雪による視界不良、夜間降雨等、天候により画像認
識を正常に行うことのできない環境下では、定速走行制
御及び追従走行制御の両方を一時停止するよう設定して
いるが、追従走行制御のみ一時停止させ、定速走行制御
は実行可能に設定してもよい。

【００４０】さらに、本発明は上述した実施の形態に限
るものではなく、例えば先行車の認識精度の低下を招く
外乱要因は、雨天、弱逆光、薄暗いトンネル内走行等の
外的環境の影響以外に、ステレオカメラのレンズ、或い
はフロントガラスの汚れ等、内的環境の影響も含まれ
る。又、立体物検出手段もステレオ光学系４に限らず、
単眼カメラ、或いはレーザー光、電波、音波、磁波など
を用いたレーダ装置等であってもよく、この場合の外乱
要因を判定する条件は、各検出要素の特性に応じて設定
される。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
立体物検出手段により検出した先行車の認識が不能では
ないがその精度が低下している環境下での走行では、リ
ジューム加速度を、通常のリジューム加速度に比し小さ
い値に設定するようにしたので、リジューム加速度制御
中に、先行車が突然出現した場合であっても、認識遅れ
に起因して、運転者に減速操作を促すなどの煩雑な操作
を強いることがなく、安全車間距離を維持した状態で走
行することができ、良好な走行制御性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行制御装置の全体構成図

【図２】立体物検出手段を搭載した車両の正面図

【図３】外乱要因検出ルーチンを示すフローチャート

【図４】リジューム加速度制御ルーチンを示すフローチ
ャート

【図５】ステレオカメラで撮像した画像に監視領域を設
定した状態を示す説明図

【図６】ステレオカメラに弱逆光が差し込まれた状態を
示す画像の説明図

【図７】リジューム加速度制御とリジューム微加速度制
御との関係を示す特性図

【符号の説明】

２走行制御装置３走行制御ユニット４ａ，４ｂ立体物検出手段（ステレオカメラ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D044 AA14 AA45 AB01 AC26 AC39 AC56 AC59 AC61 AC62 AD04 AE14 AE21 5H180 AA01 CC04 LL01 LL04 LL09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車前方の立体物を検出する立体物検出手
段と、上記立体物検出手段で先行車を検出した場合、該先行車
に対して一定車間距離を保持した状態で追従走行し、こ
の追従走行中に先行車をロストしたときは、リジューム
加速度にて予め設定した車速まで加速して定速走行へ復
帰する走行制御手段とを備える車両用走行制御装置にお
いて、上記走行制御手段では、上記立体物検出手段にて検出し
た先行車の認識精度が低下しているときは上記リジュー
ム加速度を、通常のリジューム加速度よりも小さい値で
設定することを特徴とする車両用走行制御装置。
【請求項２】上記立体物検出手段はステレオカメラであ
り、上記走行制御手段では、上記ステレオカメラで撮像した
自車前方の風景に基づき算出したデータに基づいて上記
先行車の認識精度の低下を判定することを特徴とする請
求項１記載の車両用走行制御装置。
【請求項３】上記立体物検出手段はステレオカメラであ
り、上記走行制御手段では、上記ステレオカメラで撮像した
自車前方の風景に基づき算出した距離データの分散と輝
度総和のピーク値及び分散に基づいて上記先行車の認識
精度の低下を判定することを特徴とする請求項１記載の
車両用走行制御装置。